KR100262562B1 - 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인 - Google Patents

Abstract

변속기의 전장을 짧게 하며 연비 및 내구성을 향상시키기 위한 수단으로, 엔진의 회전 구동력을 토오크 변환하는 토오크 컨버터와, 상기한 토오크 컨버터로부터 동력을 전달받으며 입력기어와 함께 회전하는 제1축과, 상기한 제1축으로부터 동력을 전달받아 회전하는 아이들 기어를 보유하는 제2축과, 상기한 아이들 기어로부터 동력을 전달받아 회전하는 입력기어와 함께 회전하는 제3축과, 상기한 아이들 기어와 치차 물림되어 회전하는 입력기어와 함께 회전하는 제4축과, 상기한 제1,3,4 축의 주위에 배치되는 다수개의 변속단 기어들과, 이들 변속단 기어들로 동력을 전달하는 다수개의 클러치 수단을 포함하는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

Description

차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인

제1도는 본 발명에 의한 파워 트레인.

제2도는 본 발명에 의한 파워 트레인의 변속단별 마찰요소의 작동표이다.

[산업상 이용분야]

본 발명은 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 4축화로 전장이 짧고, 소형, 경량 고효율의 동력을 얻을 수 있도록 한 차량용 파워 트레인에 관한 것이다.

[종래 기술]

차량용 자동변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘을 가지고 있으며, 차량의 작동 상태에 따라 변속기어 메카니즘의 기어단중 어느 하나의 단을 선택하기 위한 유압 작동 마찰요소를 포함하고 있다.

상기한 토오크 컨버터는, 엔진의 크랭크축에 고정되어 함께 회전하는 임펠러와, 변속기의 입력축에 스플라인으로 결합되어 임펠러와 대향 배치되는 터어빈과, 상기한 임펠러와 터어빈 사이에 위치하여 오일의 흐름을 바꾸어 주는 스테이터를 포함한다.

차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인은 대부분 복합 유성기어장치를 사용하는 구조인데, 이러한 유성기어장치를 사용하는 파워 트레인은 클러치 수단과 브레이크 수단을 1개의 변속단에서 동시에 작동시켜야 하므로 변속제어가 어렵고 또 변속 충격이 발생하는 문제점이 있다.

또한 상기한 바와 같이 클러치 수단과 브레이크 수단을 유성기어장치의 주위에 설치하는 관계로 변속기 전체의 사이즈가 커지고, 또 파워 트레인의 중량도 커져 연비 측면에서 바람직하지 못한 것으로 평가되고 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위한 수단으로 다수개의 축에 기어들을 배열하고 이들 사이에 클러치 수단만을 설치하여 변속단을 제어할 수 있도록 하는 기어 트레인이 제안되고 있다.

그러나 이러한 구조는 변속기의 전장이 길어져 소형 및 경량의 설계에 어려움이 있으며, 최고 변속단 기어가 최종축에 배열됨으로 인하여 연비 측면에서 불리한 것으로 알려져 있다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 전장이 짧으며 컴팩트하고, 연비를 향상시킬 수 있는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 엔진의 회전 구동력을 토오크 변환하는 토오크 컨버터와, 상기한 토오크 컨버터로부터 동력을 전달받으며, 입력기어와 함께 회전하는 제1축과, 상기한 제1축으로부터 동력을 전달받아 회전하는 아이들 기어를 보유하는 제2축과, 상기한 아이들 기어로부터 동력을 전달받아 회전하는 입력기어와 함께 회전하는 제3축과, 상기한 아이들 기어와 치차 물림되어 회전하는 입력기어와 함께 회전하는 제4축과, 상기한 제1,3,4 축의 주위에 배치되는 다수개의 변속단 기어들과, 이들 변속단 기어들로 동력을 전달하는 다수개의 클러치 수단을 포함하는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

상기한 제4축에 제1 클러치 수단을 통하여 회전력을 전달받는 1속 기어가 배치되는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

상기한 제3축에 제2 및 제3 클러치 수단을 통하여 각각 회전력을 전달받는 2속 기어와 3속 기어가 배치되는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

상기한 제1축에 제4 및 제5 클러치 수단을 통하여 각각 회전력을 전달받는 4속 기어와 5속 기어가 배치되는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

상기한 제2 및 제3 클러치 수단은 제3축 상에서 대향 배치되는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

상기한 제4 및 제5 클러치 수단은 제1 축상에 대향 배치되는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

또한 상기한 제2축에는 후진 클러치 수단이 배치되어 제1축으로부터 후진 입력을 전달받는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

[실시예]

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 파워 트레인을 나타내고 있는데, 엔진의 동력을 전달받아 토오크 변환을 행하여 변속부로 전달하는 토오크 컨버터(2)와, 이 토오크 컨버터(2)로부터 동력을 전달받는 제1축(4)과, 이 제1축(4)과 함께 회전하는 입력기어(6)와 치차 물림된 아이들 기어(8)를 보유하는 출력축인 제2축(10)과, 상기한 아이들 기어(8)와 치차 물림된 입력기어(12)와 함께 회전하는 제3축(14)과, 상기한 아이들 기어(8)와 치차 물림된 입력기어(16)와 함께 회전하는 제4축(18)을 갖는다.

도면에서 제4축(18)은 아래측에 도시되고 있으나, 실질적으로는 제2축(10)의 측방으로 배치되는 것이다. 따라서 제2축의 아이들 기어(8)와 제4축의 입력기어(16)가 항시 치차 물림된 상태를 유지하고 있다고 생각하면 된다.

상기한 제4축(18)에는 제1 클러치 수단(C1)을 통하여 회전력을 전달받는 1속 기어(20)가 배치되어 제2축(10)의 제1기어(22)와 치차 물림이 이루어져 있다.

상기한 제3축(14)에는 제2 클러치 수단(C2)을 통하여 회전력을 전달받는 2속 기어(24)가 배치되어 제2기어(26)와 치차 물림이 이루어져 있다.

또한 이 제3축(14)에는 제3 클러치 수단(C3)을 통하여 회전력을 전달받는 3속 기어(28)가 배치되어 제3기어(30)와 치차 물림이 이루어져 있다.

상기한 제1축(4)에는 제4 클러치 수단(C4)을 통하여 회전력을 전달받는 4속 기어(32)가 배치되어 제4기어(34)로 회전력을 전달할 수 있는 기어 트레인을 구성하고 있다.

또 이 제1축에는 제5 클러치 수단(C5)을 통하여 회전력을 전달받는 5속 기어(36)가 배치되어 제5기어(38)로 회전력을 전달할 수 있는 기어 트레인을 구성하면서 제2축(10)을 출력축으로 사용하는 구조를 취하고 있다.

이 제2축(10)의 일측단에는 차동장치(H)로 동력을 전달하는 종감속 기어(40)가 설치된다.

한편 상기한 제1축(4)에는 후진 기어(42)가 설치되어 후진 아이들 기어(44)와 치차 물림되어 있으며, 이 후진 아이들 기어는 후진 클러치 수단(Cr)을 통하여 제2축(10)의 제6기어(46)로 동력을 전달할 수 있는 트레인을 구성하고 있다.

도면중 미설명 부호 T는 구동 차륜을 지칭한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 파워 트레인은 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 각각의 클러치 수단이 작동 또는 비작동으로 제어되어 제2도에 나타내는 변속단별 마찰요소 표와 같은 순서에 의해 변속단 제어가 이루어진다.

셀렉터 레버가 전진(D) 레인지로 놓여진 상태에서 가속페달을 밟게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 먼저 제1 클러치 수단(C1)을 작동시켜 제1축(4)의 회전 구동력이 입력기어(6)를 통하여 제2축(10)의 아이들 기어(8)와 제4축(18)의 입력기어(16)로 전달하는 과정에서 1속 기어(20)로 전달하게 된다.

이러한 작용으로 1속 기어(20)가 회전하면서 전달받은 회전 구동력을 제2축(10)의 제1기어(22)로 전달하여 종감속 기어(40)를 차동장치(H)로 본 실시예의 파워 트레인이 감속할 수 있는 가장 큰 변속비를 전달하게 된다.

이러한 1속 제어 상태에서 차속이 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제1 클러치 수단의 작동을 중단시키면서 제2 클러치 수단(C2)를 작동시켜 입력기어(6)와 아이들 기어(8), 그리고 제3축(14)의 입력기어(12)로 전달되는 회전 구동력을 2속 기어(24)로 전달하게 된다.

따라서 2속 기어(24)와 치차 물림되어 있는 제2기어(26)가 회전하면서 종감속 기어(40)를 통하여 2속의 변속비를 출력하게 된다.

이러한 2속 제어 상태에서 차속이 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제2 클러치 수단의 작동을 중단시키면서 제3 클러치 수단(C3)을 작동시켜 2속과 같은 동력 전달 경로로 제3축(14)의 회전력을 3속 기어(28)로 전달하게 된다.

따라서 이 3속 기어(28)와 치차 물림되어 있는 제3기어(30)가 회전하면서 제2축(10)을 통하여 종감속 기어(40)로 3속의 변속비를 전달하게 된다.

이러한 3속 상태에서 차속이 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제3 클러치 수단의 작동을 중단시키면서 제4 클러치 수단(C4)을 작동시켜 제1축(4)의 회전 동력을 4속 기어(32)로 전달하게 된다.

따라서 4속 기어와 치차 물림되어 있는 제4기어(34)가 회전하면서 제2축(10)을 통하여 종감속 기어(40)로 4속의 변속비를 출력하게 된다.

이러한 4속 제어 상태에서 차속이 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제4 클러치 수단의 작동을 중단시키면서 제5 클러치 수단(C5)을 작동시켜 제1축(4)의 회전 동력을 5속 기어(36)로 전달하게 된다.

따라서 5속 기어와 치차 물림되어 있는 제5기어(38)가 제2축(10)으로 5속의 변속비를 출력하면서 종감속 기어(40)로 동력을 전달하게 된다.

그리고 셀렉터 레버가 후진(R) 레인지로 선택되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 후진 클러치 수단(Cr)을 작동시켜 제1축(4)의 회전 동력을 후진 기어(42)를 통하여 후진 아이들 기어(44)로 전달하면서 회전방향으로 바꾸고 다시 제6기어(46)로 전달하면서 회전방향이 바꾸어진 동력을 제2축(10)으로 전달하여 후진의 변속비를 종감속 기어(40)로 전달하게 된다.

[효과]

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 파워 트레인은 전진 5속과 후진 1속의 변속비를 출력할 수 있는데, 2개의 축에 대향하는 자세로 각각의 클러치 수단(제2 클러치 수단과 제3 클러치 수단, 제4 클러치 수단과 제5 클러치 수단)을 배치하고 있고, 4개의 축을 사용하고 있기 때문에 변속기 전체의 전장을 줄일 수 있다.

게다가 제1축에 제4,5 클러치 수단을 배치하고, 제4축에 제1 클러치 수단을 배치하고 있기 때문에 내구성을 향상시킬 수 있으며 또 연비를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 엔진의 회전 구동력을 토오크 변환하는 토오크 컨버터(2)와; 상기 토오크 컨버터로부터 동력을 전달받으며, 제4 클러치 수단(C4) 및 제5 클러치 수단(C5)을 통하여 회전력을 전달받는 4속 기어(32)와 5속 기어(36)를 갖추는 제1축(4)과; 상기 제1축과 함께 회전하는 입력기어(6)와 치차 물림된 아이들 기어(8)를 갖추는 제2축(10)과; 상기 제2축과 함께 회전하는 아이들 기어(8)와 치차 물림된 입력기어(12)와, 제2클러치 수단(C2) 및 제3클러치 수단(C3)을 통하여 회전력을 전달받는 2속 기어(24)와 3속 기어(28)를 갖추는 제3축(14)과; 상기 제3축과 함께 회전하는 입력기어(12)와 치차 물림된 입력기어(16)와, 제1클러치 수단(C1)을 통하여 회전력을 전달받는 1속 기어(20)를 갖추는 제4축(18); 을 포함하여 이루어지는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2축은 상기 제1축의 후진기어(42)와 후진 아이들 기어(44)를 개재시켜 치차 물림되는 제6기어(46)와, 이 제6기어의 회전력을 단속하는 후진 클러치 수단(Cr)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 5속 자동변속기의 파워 트레인.